(57)【要約】【課題】  制振対象構造物に対する設置を容易にする。【解決手段】  支持台３は、制振対象構造物８０に固定されており、最大５つの動吸振器２を着脱自在に支持することができる。互いに異なる固有振動周波数を有する９つの動吸振器２のうち、制振対象構造物８０の固有振動周波数に対応する動吸振器２が、支持台３に装着されている。動吸振器２は、固有振動周波数が中心周波数を基準として±１０％の幅を有するように設計されている。【選択図】        図１
2006283808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振対象構造物の振動を抑制するための動吸振器を含む制振装置の設計方法であって、
互いに異なる固有振動周波数を有する複数の制振対象構造物モデルを設定する制振対象設定工程と、
前記制振対象設定工程によって設定された各制振対象構造物モデルにおける固有振動周波数の変動幅を決定する変動範囲決定工程と、
前記制振対象設定工程によって設定された制振対象構造物モデルごとに、前記変動範囲決定工程によって決定された前記変動幅の範囲内の振動応答に対する制振効果が実質的に同等となるように、前記動吸振器のパラメータを決定するパラメータ決定工程と、
前記パラメータ決定工程によってパラメータが決定された複数の前記動吸振器の中から、前記制振対象構造物が有する固有振動周波数に基づいて、前記制振対象構造物に固定すべき一又は複数の動吸振器を選択する選択工程とを備えていることを特徴とする制振装置の設計方法。
【請求項２】
互いに異なる固有振動周波数を有する複数の動吸振器から選択された少なくとも１つの前記動吸振器と、
制振対象構造物に固定されると共に選択された少なくとも１つの前記動吸振器を着脱自在に支持する支持台とを備えていることを特徴とする制振装置。
【請求項３】
前記動吸振器は、複数の付加質量体が弾性機構を介して直列に接続された直列多重動吸振器であることを特徴とする請求項２に記載の制振装置。
【請求項４】
前記弾性機構が、前記付加質量体を吊り下げた状態で支持する吊り下げ式の板バネを含んでいることを特徴とする請求項２又は３に記載の制振装置。
【請求項５】
前記支持台が、支持された前記動吸振器を収容する収容体を含んでおり、
前記収容体が、防水機能を有していることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の制振装置。
【請求項６】
前記支持台が、支持された前記動吸振器を収容する収容体を含んでおり、
前記収容体が、収容空間を断熱するための断熱層を有していることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の制振装置。
【請求項７】
前記支持台が複数の前記動吸振器を支持しているとき、複数の前記動吸振器が前記制振対象構造物の設置面に直交する方向に配列されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の制振装置。
【請求項８】
前記支持台が複数の前記動吸振器を支持しているとき、前記支持台に支持されている一部の前記動吸振器が、第１の方向に関する前記制振対象構造物の振動を抑制するように配置されており、他の前記動吸振器が、前記第１の方向に直交する第２の方向に関する前記制振対象構造物の振動を抑制するように配置されていることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般住宅や中高層ビルなどの建築構造物の振動を抑制するために用いられる制振装置及び制振装置の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般住宅や中高層ビルなどの建築構造物（制振対象構造物）は、交通振動、工場振動などに起因する地盤から伝わる外力、風による直接的な外力、及び建築構造物内における人や物の移動によって振動が発生する。このような建築構造物の振動を抑制するために用いられる制振装置として、動吸振器（ＤＶＡ：Dynamic Vibration Absorber）を有するものが知られている。動吸振器は、主系システム（Main system）としての制振対象構造物に、バネ、ダンパ及びこれを介して接続された付加質量体からなる付加系を付加したものである（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３９３２３号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような制振装置を制振対象構造物に設置する場合には、設置する制振対象構造物の固有振動周波数を測定した後、制振対象構造物において固有振動周波数を有する振動が効率よく抑制されるように、動吸振器の付加質量体の質量、バネのバネ係数及びダンパの減衰係数などを個別に調整する必要がある。この調整には時間がかかるため、制振装置を設置するための工数が大きくなる。
【０００５】
そこで、本発明の主たる目的は、制振対象構造物に対する設置が容易な制振装置及び制振装置の設計方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
本発明の制振装置の設計方法は、制振対象構造物の振動を抑制するための動吸振器を含む制振装置の設計方法であって、互いに異なる固有振動周波数を有する複数の制振対象構造物モデルを設定する制振対象設定工程と、前記制振対象設定工程によって設定された各制振対象構造物モデルにおける固有振動周波数の変動幅を決定する変動範囲決定工程と、前記制振対象設定工程によって設定された制振対象構造物モデルごとに、前記変動範囲決定工程によって決定された前記変動幅の範囲内の振動応答に対する制振効果が実質的に同等となるように、前記動吸振器のパラメータを決定するパラメータ決定工程とを備えている。さらに、前記パラメータ決定工程によってパラメータが決定された複数の前記動吸振器の中から、前記制振対象構造物が有する固有振動周波数に基づいて、前記制振対象構造物に固定すべき一又は複数の動吸振器を選択する選択工程を備えている。
【０００７】
本発明によると、制振対象構造物の固有振動周波数の変動に対してロバストに設計された複数の動吸振器の中から、制振対象構造物が有する固有振動周波数に基づいて、制振対象構造物の振動を抑制することができる動吸振器を選択して使用するため、設置時に動吸振器の付加質量体の質量、バネのバネ係数、ダンパの減衰係数などを個別に調整する必要がなくなる。これにより、制振対象構造物に対する制振装置の設置が容易になる。また、制振対象構造物の固有振動周波数がロバスト範囲を超えて変化した場合においても、動吸振器を追加変更するだけで対応することができる。
【０００８】
本発明の制振装置は、互いに異なる固有振動周波数を有する複数の動吸振器から選択された少なくとも１つの前記動吸振器と、制振対象構造物に固定されると共に選択された少なくとも１つの前記動吸振器を着脱自在に支持する支持台とを備えている。
【０００９】
本発明によると、予め準備された動吸振器の中から、制振対象構造物の振動を抑制することができる動吸振器を選択して支持台に装着することができる。これにより、制振装置の設置が容易になる。また、制振対象構造物の固有振動周波数がロバスト範囲内に変化した場合において制振装置の効果を維持することができ、さらに制振対象構造物の固有振動周波数がロバスト範囲を超えて変化した場合においても、動吸振器を追加変更するだけで対応することができる。
【００１０】
本発明において、動吸振器は複数の付加質量体が弾性機構を介して直列に接続された直列多重動吸振器であることが好ましい。これによると、一重の動吸振器と比較して制振効果が向上する。
【００１１】
さらに、本発明においては、前記弾性機構が、前記付加質量体を吊り下げた状態で支持する吊り下げ式の板バネを含んでいることが好ましい。これによると、吊り下げ式の板バネのバネ係数や減衰係数は、周辺雰囲気の温度変化による影響が小さいため、動吸振器の温度特性を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明においては、前記支持台が、支持された前記動吸振器を収容する収容体を含んでおり、前記収容体が、防水機能を有していることが好ましい。これによると、制振装置を屋上などの露天箇所に設置することができる。
【００１３】
加えて、本発明においては、前記支持台が、支持された前記動吸振器を収容する収容体を含んでおり、前記収容体が、収容空間を断熱するための断熱層を有していることが好ましい。これによると、動吸振器が収容された収容空間の温度変化が小さくなるため、制振装置の温度特性が向上する。
【００１４】
さらに、本発明においては、前記支持台が複数の前記動吸振器を支持しているとき、複数の前記動吸振器が前記制振対象構造物の設置面に直交する方向に配列されていることが好ましい。これによると、制振装置の設置面積を小さくすることができる。
【００１５】
加えて、本発明においては、前記支持台が複数の前記動吸振器を支持しているとき、前記支持台に支持されている一部の前記動吸振器が、第１の方向に関する前記制振対象構造物の振動を抑制するように配置されており、他の前記動吸振器が、前記第１の方向に直交する第２の方向に関する前記制振対象構造物の振動を抑制するように配置されていることが好ましい。これによると、第１及び第２の方向を含む平面の振動をすべて抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る好適な一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施の形態である制振装置の外観図である。図１に示すように、制振装置１は、一般住宅や中高層ビルなどの制振対象構造物８０（主系システム）の振動を抑制するためのものであり、制振対象構造物８０の設置面に固定されている。また、制振装置１は、動吸振器２と支持台３とを含んでいる。動吸振器２は、所定の制振方向（図中矢印）に関する制振対象構造物８０の振動を抑制する直列二重動吸振器である。後述するように、動吸振器２は、固有振動周波数が中心周波数を基準に±１０％の幅を有するロバストな設計になっている。支持台３は、最大５つの動吸振器２を着脱自在に支持するものである。支持台３に支持された複数の動吸振器２は、制振対象構造物８０の設置面に直交する方向に配列されている。このとき、全ての動吸振器２は、その制振方向が設置面に平行なＸ方向に沿うように装着される。
【００１８】
また、支持台３は、支持した動吸振器２を収容する収容ボックス３ａを含んでいる。収容ボックス３ａは、その一側面を開閉自在とする扉３ｂを有している。扉３ｂが開かれた状態で支持台３に対する動吸振器２の脱着が行われる。また、収容ボックス３ａの開口に対向する扉３ｂの縁部には、防水パッキン３ｃが貼り付けられている。これにより、扉３ｂが閉じた様態において、扉３ｂの外周部から収容ボックス３ａの内部空間（収容空間）に雨水などが侵入しないようになっている。つまり、収容ボックス３ａは防水機能を有している。さらに、収容ボックス３ａの全ての内壁面には断熱材（断熱層）３ｄが取り付けられており、収容ボックス３ａの内部空間が断熱されている。
【００１９】
動吸振器２が支持台３に装着されて支持されることによって、動吸振器２が支持台３を介して制振対象構造物８０に固定される。これにより、制振対象構造物８０のＸ方向に関する振動が抑制される。後述するように、支持台３が支持する動吸振器２は、予め準備された９つの動吸振器２から適宜選択されたものである。
【００２０】
予め準備された９つの動吸振器２について表１を参照しつつ説明する。表１に示すように、９つの動吸振器２（Ａ〜Ｉ）は、互いに異なる固有振動周波数を有している、また、各固有振動周波数は、その中心周波数を基準として−１０％の下限周波数から＋１０％の上限周波数までの幅を有している。そして、９つの動吸振器２（Ａ〜Ｉ）の固有振動周波数は、それぞれ互いの一部が重なっており、動吸振器２Ａの下限周波数１．８９Ｈｚ〜動吸振器２Ｉの上限周波数８．２５Ｈｚまでの周波数帯域をすべてカバーしている。制振対象構造物８０の振動を抑制するためには、制振対象構造物８０の固有振動周波数と同じ固有振動周波数を有する動吸振器２を使用すればよい。つまり、９つの動吸振器２（Ａ〜Ｉ）の中から動吸振器２を適宜選択して支持台３に装着することにより、１．８９Ｈｚ〜８．２５Ｈｚの固有振動周波数を有する制振対象構造物８０の振動を抑制することができる。また、動吸振器２を複数組み合わせることによって、制振対象構造物８０の固有振動周波数のピークが複数ある場合に対応することができる。
【００２１】
【表１】
2006283808.tif 000003
【００２２】
次に、動吸振器２について、図２〜図５を参照しつつ詳細に説明する。図２は、動吸振器２の上面図である。図３は図２に示す矢印IIIの方向から見た動吸振器２の側面図である。図４は図２に示すIV−IV線に沿った断面図である。図５は図２に示すV−V線に沿った断面図である。図２〜図５に示すように、動吸振器２は、フレーム２１と、２つのメイン付加質量体２２と、連結部材２２ａ及び２つの連結部材２２ｂと、４つの吊り下げ式の板バネ２３と、サブ付加質量体２４と、２つの吊り下げ式の板バネ２５と、ダンパ２６とを有している。
【００２３】
フレーム２１は、矩形状の枠体である。メイン付加質量体２２は一方向に延在した直方体形状を有する質量体である。２つのメイン付加質量体２２は、フレーム２１の下方において、それぞれの長手方向が制振方向（図２矢印参照）に沿うように、且つ、制振方向に直交する方向に互いに離隔するように配置されている。連結部材２２ａは、メイン付加質量体２２の長手方向の中央同士を連結している板部材である。連結部材２２ａの中央は下方に凸となっており、その底部がダンパ２６の構成要素の１つである減衰板２６ｂとなっている（図７参照）。２つの連結部材２２ｂは、連結部材２２ａの制振方向の両側においてメイン付加質量体２２同士を連結しているＬ字断面を有する部材である。このように、連結部材２２ａ、２２ｂによって２つのメイン付加質量体２２が連結されて一体となっており、２つのメイン付加質量体２２が１つの付加質量体として作用する。４つの板バネ２３は、一方向に延在した矩形状を有する金属製の板部材であり、その平面が各メイン付加質量体２２の長手方向の各端面に対向するように配置されている。つまり、各板バネ２３の厚み方向が制振方向に沿っている。また、板バネ２３は、その長手方向が鉛直方向に沿うように配置され、その上端部がフレーム２１の側面に、その下端部が対向しているメイン付加質量体２２の長手方向の端面にそれぞれ固定されている。これにより、４つの板バネ２３によって、一体となった２つのメイン付加質量体２２がフレーム２１から吊り下げられた状態で支持されている。
【００２４】
ここで、図６を参照して板バネ２３について詳細に説明する。図６は板バネ２３の外観図である。なお、図６（ａ）は、板バネ２３の平面図であり、図６（ｂ）は板バネ２３の側面図である。図６に示すように、板バネ２３は、矩形状の板部材である板バネ本体２３ａと、板バネ本体２３ａの両端部に配置されて板バネ本体２３ａを固定する押え板２３ｂとを有している。板バネ本体２３ａはその厚み方向にのみ弾性変形可能となっている。つまり、板バネ２５が制振方向に湾曲しつつ弾性変形することによって、２つのメイン付加質量体２２が制振方向にのみ変位する（図２矢印参照）。そして、板バネ本体２３ａにおける押え板２３ｂの固定位置を調整することにより、板バネ２３のバネ係数及び減衰係数を調整することができる。
【００２５】
この吊り下げ式の板バネ２３は、両端支持の板バネのように支持位置間の距離が固定されていないため、周辺雰囲気の温度変化によって板バネ２３自身が膨張又は収縮を起しても、内部応力の変化が小さくバネ係数や減衰係数の変化も小さい。つまり、吊り下げ式の板バネ２３は温度特性に優れている。また、コイル式のバネなどと比較して変位方向のクリアランスを小さくすることができる。
【００２６】
図２〜図５に戻って、サブ付加質量体２４は、一方向に延在した直方体形状を有する質量体であり、２つのメイン付加質量体２２の間に配置されている。２つの板バネ２５は、板バネ２３と実質的に同じ構造を有するものであり、その平面がサブ付加質量体２４の長手方向の各端面に対向するように配置されている。つまり、各板バネ２５の厚み方向が制振方向に沿っている。また、板バネ２５は、その長手方向が鉛直方向に沿うように配置され、その上端部が連結部材２２ｂの側面に、その下端部が対向しているサブ付加質量体２４の長手方向の端面にそれぞれ固定されている。これにより、サブ付加質量体２４が、２つの板バネ２５によって連結部材２２ｂ（メイン付加質量体２２）から吊り下げられた状態で支持されている。板バネ２５が制振方向に湾曲しつつ弾性変形することによって、サブ付加質量体２４が制振方向にのみ変位する（図５矢印参照）。ダンパ２６は、サブ付加質量体の制振方向に関する変位を減衰させるものであり、サブ付加質量体２４の上面の中央に配置されている。
【００２７】
図７をさらに参照しつつダンパ２６について詳細に説明する。図７は、図５に示すVII−VII線に沿った部分断面図である。図７に示すように、ダンパ２６は、所定の粘度を有するシリコンオイル２６ｃを収容するオイルカップ２６ａと、オイルカップ２６ａ内を制振方向に移動可能な減衰板２６ｂとを含んでいる。オイルカップ２６ａはサブ付加質量体２４の上面中央に固定されている。減衰板２６ｂは、上述したように、連結部材２２ａの中央において下方に向かって凸となっている領域の底部である。そして、減衰板２６ｂの底面がオイルカップ２６ａ内に配置されている。このとき、減衰板２６ｂの下面が、所定のクリアランスを保ちつつオイルカップ２６ａの底面と平行になっている。サブ付加質量体２４が制振方向に変位すると、減衰板２６ｂがオイルカップ２６ａ内を移動する。このとき減衰板２６ｂに発生するシリコンオイル２６ｃの流動抵抗によって、サブ付加質量体２４の制振方向の変位が減衰する。減衰板２６ｂの底面の面積、減衰板２６ｂの下面とオイルカップ２６ａの底面との間のクリアランス及びシリコンオイル２６ｃの粘度を調整することでダンパ２６の減衰係数を調整することができる。２つの板バネ２５及びダンパ２６により、サブ付加質量体２４を制振方向に変位させる弾性機構を形成している。
【００２８】
このように、動吸振器２は、メイン付加質量体２２及び板バネ２３で構成される付加系と、サブ付加質量体２４、板バネ２５及びダンパ２６で構成される付加系とが直列に構成された直列二重動吸振器となっている。動吸振器２は、支持台３を介して制振対象構造物８０に固定されているため、制振対象構造物８０の制振方向に関する振動を抑制することができる。直列二重動吸振器は、これら２つの付加系が同調することにより、一重の動吸振器と比較して効率よく制振対象構造物８０の振動を抑制することができる。
【００２９】
なお、支持台３に複数の動吸振器２が支持されているとき、複数の動吸振器２が並列多重動吸振器を構成している。このとき、並列多重動吸振器として効率的な制振効果が発生するように、各動吸振器２の板バネ２３、２５及びダンパ２６のバネ係数及び減衰係数をさらに微調整することが好ましい。
【００３０】
次に、制振装置１の設計方法について図８を参照しつつ説明する。図８は、制振装置１の設計方法を示すフローチャートである。図８に示すように、制振装置１の設計方法は、制振対象設定工程と、変動範囲決定工程と、パラメータ決定工程と、選択工程とを有している。制振対象設定工程においては、互いに異なる固有振動周波数を有する制振対象構造物モデルを主系システムとして複数設定する。例えば、２．１Ｈｚ、２．５Ｈｚ、３．０Ｈｚ、３．５Ｈｚ、４．０Ｈｚ、４．５Ｈｚ、５．５Ｈｚ、６．５Ｈｚ、７．５Ｈｚの固有振動周波数を有する９つの主系システムを設定する。設定された各主系システムの固有振動周波数は、制振対象構造物８０の構造上考えられる固有振動周波数の範囲を網羅するように設定されており、ほぼ等間隔となっている。
【００３１】
変動範囲決定工程においては、制振対象設定工程で設定された各主系システムの固有振動周波数の変動幅（ロバスト範囲：Robust range）を決定する。例えば、各主系システムの固有振動周波数の変動幅ｂを±１０％として決定する。この変動幅ｂは、各主系システムの固有振動周波数の変動範囲の一部が、他の各主系システムの固有振動周波数の変動範囲の一部と重なるように決定されることが好ましい。
【００３２】
パラメータ決定工程においては、制振対象設定工程で設定された各主系システムにおいて、変動範囲決定工程で決定された変動幅の範囲内の振動応答に対する制振効果が実質的に同等となるような動吸振器２のパラメータの最適化を行う。具体的には、制振対象設定工程で設定された９つの主系システムのそれぞれに対して動吸振器２（Ａ〜Ｉ）のパラメータを決定する。これにより、各主系システムに対応する９つの動吸振器２（Ａ〜Ｉ）は、互いに異なる固有振動周波数を有し、各固有振動周波数は、各主系システムの固有振動周波数に対応するように、その中心周波数を基準として−１０％の下限周波数から＋１０％の上限周波数までの幅を有することになる。なお、本実施の形態においては、９つの動吸振器２（Ａ〜Ｉ）の板バネ２３、２５及びダンパ２６のバネ係数及び減衰係数の調整範囲内で最適化されたパラメータが決定されている。これによると、９つの動吸振器２（Ａ〜Ｉ）をすべて同一の部材で構成することができるため、動吸振器２の低コスト化を図ることができる。
【００３３】
選択工程においては、制振対象構造物８０が有する固有振動周波数に基づいて、パラメータ決定工程でパラメータが決定された９つの動吸振器２（Ａ〜Ｉ）の中から、制振対象構造物８０の固有振動周波数と同じ固有振動周波数を有する動吸振器２を選択する。
【００３４】
次に、パラメータ決定工程の詳細について説明する。直列二重動吸振器のパラメータとは、各付加質量体の質量、バネ係数、減衰係数などである。まず、対象となる多重動吸振器の制振特性を評価する評価関数を設定する。この評価関数は、主系システム及び付加系を含む制振システムの伝達関数に基づいて設定される。直列二重動吸振器を含む制振システムの伝達関数の求め方について図９を参照しつつ説明する。図９は、直列二重動吸振器を含む制振システムの模式図である。
【００３５】
図９に示すように、制振対象構造物（質量Ｍ）は、鉛直方向（変位ｘ）に振動可能な状態でバネ（バネ係数Ｋ）及びダンパ（減衰係数Ｃ）を介して地面に支持されている。また、第１の付加質量体（質量ｍ１）は、鉛直方向（変位ｙ１）に振動可能な状態でバネ（バネ係数ｋ１）及びダンパ（減衰係数ｃ１）を介して制振対象構造物に支持されており、第２の付加質量体（質量ｍ２）は、鉛直方向（変位ｙ２）に振動可能な状態でバネ（バネ係数ｋ２）及びダンパ（減衰係数ｃ２）を介して第１の付加質量体に支持されている。つまり、２つの動吸振器（主系システムに近い側の第一動吸振器（First DVA）と、これに接続された第二動吸振器（Second DVA））が制振対象構造物に対して直列２段に接続された構成になっている。そして、制振対象構造物と、これを支持しているバネ及びダンパとで構成される主系システムの固有振動周波数は、変動範囲決定工程で決定された変動幅（変動幅ｂ：例えば、本実施の形態においては１０％）を有しているとする。
【００３６】
図９に示した制振システムの運動方程式は、主系システムに働く外力をｆ（＝Ｆ0ｓｉｎωｔ）としたとき、次の式（１）〜（３）のように表される。
【００３７】
【数１】
2006283808.tif 000004
【００３８】
さらに、式（１）〜（３）の係数（Ｍ、Ｋ、Ｃ、ｍ１、ｋ１、ｃ１、ｍ２、ｋ２、ｃ２）を無次元化すると、制振システムの運動方程式は次の式（４）〜（６）のように表される。
【００３９】
【数２】
2006283808.tif 000005
【００４０】
このとき、ｕは、総質量比（質量Ｍに対する付加質量の総計の比）であり、ｕ１、ｕ２（ｕ＝ｕ１＋ｕ２）は、質量Ｍに対する質量ｍ１、ｍ２の質量比である。また、Ｚは主系システムの減衰比であり、ｐ１、ｐ２は第１及び第２の付加質量体の単独系としての鉛直方向の固有振動周波数ｆm1、ｆm2と制振対象構造物の単独系としての鉛直方向の固有振動周波数ｆMとの比である。なお、ｚｉ（ｚ１、ｚ２）／ｐｉ（ｐ１、ｐ２）は、第一動吸振器及び第二動吸振器の減衰比ζｉ（ζ１、ζ２）に相当する。
【００４１】
そして、主系システムに働く外力を入力とし主系システムの変位を出力とする伝達関数Ｇ（ｓ）を、式（４）〜（６）に基づくラプラス変換により求める。伝達関数Ｇ（ｓ）は次の式（７）のように表される。
【００４２】
【数３】
2006283808.tif 000006
【００４３】
パラメータの決定においては、主系システムである制振対象構造物のコンプライアンスの最大値を最小にするパラメータを求めるという手法を用いる（コンプライアンス最小化問題）。伝達関数から周波数成分を導くため、伝達関数を周波数伝達関数（ｓ→ｊω）にすると共に、角振動数ωと変動幅ｂとを引数とし、周波数伝達関数の最大コンプライアンスを導出する評価関数を設定する。そして、評価関数の値が最小となるように各パラメータを決定する。この評価関数は、式（８）のように表される。
【００４４】
【数４】
2006283808.tif 000007
【００４５】
そして、評価関数の値が最小となるように数値最適化手法（数値解析）を用いてパラメータの最適化を行う。これにより、ロバストな直列二重動吸振器を設計することができる。なお、この数値最適化手法は高度な技術が必要とし、一定な計算時間を必要とする。そこで、数値最適化手法により求められた結果に基づいて、パラメータを決定するための実用式を多項式近似として予め求めておき、求められた実用近似式に条件を当てはめて各パラメータを決定するようにしてもよい。
【００４６】
以上、説明した実施の形態によると、制振対象構造物８０の振動を抑制するために、予め準備された９つの動吸振器２から最適な動吸振器２を選択して支持台３に装着すればよいため、現場において制振装置１を個別に調整する必要がなくなり、制振装置１の設置工数を少なくすることができる。また、制振対象構造物８０の固有振動周波数がロバスト範囲内に変化した場合において制振装置２の効果を維持することができ、さらに制振対象構造物８０の固有振動周波数がロバスト範囲を超えて変化した場合においても、動吸振器２を追加変更するだけで対応することができる。
【００４７】
さらに、動吸振器２が直列二重動吸振器となっているため、一重の動吸振器と比較して制振効果が向上する。
【００４８】
また、動吸振器２が温度特性に優れた吊り下げ式の板バネ２３、２５により弾性機構を構成しているため、動吸振器２の温度特性が向上する。
【００４９】
さらに、支持台３に支持された複数の動吸振器２は、制振対象構造物８０の設置面に直交する方向に配列されているため、制振装置１の設置面積を小さくすることができる。
【００５０】
また、収容ボックス３ａが防水機能を有しているため、制振装置１を屋上などの露天箇所に設置することができる。さらに、収容ボックス３ａの内部空間が断熱材３ｄにより断熱されているため、動吸振器２が収容された内部空間の温度変化が小さくなり制振装置１の温度特性が向上する。
【００５１】
図１の制振装置１において、支持台３に支持された全ての動吸振器２は、それぞれの制振方向がＸ方向に沿うように配置されているが、図１０に示すように、支持台３に支持された一部の動吸振器２は、制振方向がＸ方向に沿うように配置され、残りの動吸振器２は、その制振方向がＸ方向に直交するＹ方向に沿うように配置されてもよい。これによると、制振装置１が水平面の全ての振動を抑制することができる。
【００５２】
以上、本発明に係る一実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものでなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更が可能なものである。例えば、動吸振器２が、直列二重動吸振器となるように構成されているが、動吸振器は直列三重以上の多重動吸振器であってもよい。
【００５３】
また、支持台３が、防水機能を有する収容ボックス３ａを含む構成であるが、収容ボックス３ａは防水機能を有していなくてもよいし、収容ボックス３ａを含まない構成であってもよい。
【００５４】
さらに、支持台３が複数の動吸振器２を支持しているとき、動吸振器２が設置面に対して直交する方向に配列されているが、動吸振器２の配列方向に限定されるものではない。例えば、動吸振器２が設置面に沿って配列されてもよい。
【００５５】
加えて、支持台３は最大５つの動吸振器２を着脱可能な構成であるが、支持台は１つの動吸振器２のみを着脱可能な構成であってもよい。
【００５６】
また、９つの動吸振器２（Ａ〜Ｉ）を設計するときの変動範囲決定工程においては、各主系システムの固有振動周波数の変動幅ｂが１０％に決定されるが（表１参照）、変動幅ｂは１０％未満または１０％を超えた値に決定されてもよい。このとき、各主系システムの固有振動周波数の変動幅ｂが他の主系システムの固有振動周波数の変動幅ｂと異なっていてもよい。さらに、この変動幅ｂは、各主系システムの固有振動周波数の変動範囲の一部が、他の各主系システムの固有振動周波数の変動範囲の一部と重ならないように決定されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る制振装置の外観図である。
【図２】図１に示す動吸振器の上面図である。
【図３】図２に示す矢印IIIから見た動吸振器の側面図である。
【図４】図２に示すIV−TV線に沿った断面図である。
【図５】図２に示すV−V線に沿った断面図である。
【図６】図２に示す板バネの外観図である。
【図７】図６に示すVII−VII線に沿った断面図である。
【図８】図１に示す制振装置の設計方法を示すフローチャートである。
【図９】直列二重動吸振器の運動モデル図である。
【図１０】図１に示す制振装置の変形例である。
【符号の説明】
【００５８】
１     制振装置
２     動吸振器
３     支持台
３ａ   収容ボックス
２１   フレーム
２２   メイン付加質量体
２２ａ 連結部材
２２ｂ 連結部材
２３   板バネ
２４   サブ付加質量体
２５   板バネ
２６   ダンパ
８０   制振対象構造物
【図１】
2006283808.tif 000008
【図２】
2006283808.tif 000009
【図３】
2006283808.tif 000010
【図４】
2006283808.tif 000011
【図５】
2006283808.tif 000012
【図６】
2006283808.tif 000013
【図７】
2006283808.tif 000014
【図８】
2006283808.tif 000015
【図９】
2006283808.tif 000016
【図１０】
2006283808.tif 000017